JP2010026526A - 反射屈折型の投影光学系、露光装置、および露光方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 第1面(R)の縮小像を第2面(W)上に形成する反射屈折型の投影光学系は、少なくとも2枚の反射鏡(CM1,CM2)と透過部材(L11〜L217)とを備え、且つ投影光学系の光軸(AX)を含まない円弧形状の有効結像領域を備えている。有効結像領域を規定する円弧の曲率半径の大きさをRとし、第2面上における最大像高をY0とするとき、1.05<R/Y0<12の条件を満足する。
【選択図】 図5
Description
前記投影光学系は、少なくとも2枚の反射鏡と、第1面側の面が正の屈折力を有する境界レンズとを含み、
前記投影光学系の光路中の雰囲気の屈折率を1とするとき、前記境界レンズと前記第2面との間の光路は1.1よりも大きい屈折率を有する媒質で満たされ、
前記投影光学系を構成するすべての透過部材および屈折力を有するすべての反射部材は単一の光軸に沿って配置され、
前記投影光学系は、前記光軸を含まない所定形状の有効結像領域を有することを特徴とする投影光学系を提供する。なお、前記媒質は流体であることが好ましい。そして、前記媒質が液体であることがさらに好ましい。
少なくとも2枚の反射鏡と透過部材とを備え、且つ前記投影光学系の光軸を含まない円弧形状の有効結像領域を備え、
前記有効結像領域を規定する円弧の曲率半径の大きさをRとし、前記第2面上における最大像高をY0とするとき、
1.05<R/Y0<12
の条件を満足することを特徴とする投影光学系を提供する。
5<F1/Y0<15 (1)
1.05<R/Y0<12 (2)
図1は、本発明の実施形態にかかる露光装置の構成を概略的に示す図である。なお、図1において、投影光学系PLの光軸AXに平行にZ軸を、光軸AXに垂直な面内において図1の紙面に平行にY軸を、図1の紙面に垂直にX軸をそれぞれ設定している。
z=(y2/r)/[1+{1−(1+κ)・y2/r2}1/2]
+C4・y4+C6・y6+C8・y8+C10・y10
+C12・y12+C14・y14 (a)
図5は、本実施形態の第1実施例にかかる投影光学系のレンズ構成を示す図である。図5を参照すると、第1実施例にかかる投影光学系PLにおいて、第1結像光学系G1は、光の進行方向に沿ってレチクル側から順に、ウェハ側に非球面形状の凸面を向けた両凸レンズL11と、両凸レンズL12と、レチクル側に非球面形状の凹面を向けた負メニスカスレンズL13と、第1凹面反射鏡CM1とを備えている。また、第1結像光学系G1では、第1凹面反射鏡CM1で反射され且つ負メニスカスレンズL13を介した光を第2結像光学系G2に向かって反射するための第2凹面反射鏡CM2の反射面が、両凸レンズL12と負メニスカスレンズL13との間において光軸AXを含まない領域に配置されている。したがって、両凸レンズL11および両凸レンズL12が、正の屈折力を有する第1レンズ群を構成している。また、第1凹面反射鏡CM1が、第1結像光学系G1の瞳面の近傍に配置された凹面反射鏡を構成している。
(主要諸元)
λ=193.306nm
β=+1/4
NA=1.04
Ro=17.0mm
Ri=11.5mm
H=26.0mm
D=4.0mm
R=20.86mm
Y0=17.0mm
(光学部材諸元)
面番号 r d n 光学部材
(レチクル面) 70.25543
1 444.28100 45.45677 1.5603261 (L11)
2* -192.24078 1.00000
3 471.20391 35.53423 1.5603261 (L12)
4 -254.24538 122.19951
5* -159.65514 13.00000 1.5603261 (L13)
6 -562.86259 9.00564
7 -206.23868 -9.00564 (CM1)
8 -562.86259 -13.00000 1.5603261 (L13)
9* -159.65514 -107.19951
10 3162.83419 144.20515 (CM2)
11 -389.01215 43.15699 1.5603261 (L21)
12 -198.92113 1.00000
13 3915.27567 42.01089 1.5603261 (L22)
14 -432.52137 1.00000
15 203.16777 62.58039 1.5603261 (L23)
16* 515.92133 18.52516
17* 356.67027 20.00000 1.5603261 (L24)
18 269.51733 285.26014
19 665.61079 35.16606 1.5603261 (L25)
20 240.55938 32.43496
21* -307.83344 15.00000 1.5603261 (L26)
22 258.17867 58.24284
23 -1143.34122 51.43638 1.5603261 (L27)
24 -236.25969 6.67292
25* 1067.55487 15.00000 1.5603261 (L28)
26 504.02619 18.88857
27 4056.97655 54.00381 1.5603261 (L29)
28 -283.04360 1.00000
29 772.31002 28.96307 1.5603261 (L210)
30 -8599.87899 1.00000
31 667.92225 52.94747 1.5603261 (L211)
32 36408.68946 2.30202
33 ∞ 42.27703 (AS)
34 -2053.34123 30.00000 1.5603261 (L212)
35 -514.67146 1.00000
36 1530.45141 39.99974 1.5603261 (L213)
37 -540.23726 1.00000
38 370.56341 36.15464 1.5603261 (L214)
39* 12719.40982 1.00000
40 118.92655 41.83608 1.5603261 (L215)
41 190.40194 1.00000
42 151.52892 52.42553 1.5603261 (L216)
43* 108.67474 1.12668
44 91.54078 35.50067 1.5603261 (L217:Lb)
45 ∞ 6.00000 1.47 (Lm)
(ウェハ面)
(非球面データ)
2面
κ=0
C4=−8.63025×10-9 C6=2.90424×10-13
C8=5.43348×10-17 C10=1.65523×10-21
C12=8.78237×10-26 C14=6.53360×10-30
5面および9面(同一面)
κ=0
C4=7.66590×10-9 C6=6.09920×10-13
C8=−6.53660×10-17 C10=2.44925×10-20
C12=−3.14967×10-24 C14=2.21672×10-28
16面
κ=0
C4=−3.79715×10-8 C6=2.19518×10-12
C8=−9.40364×10-17 C10=3.33573×10-21
C12=−7.42012×10-26 C14=1.05652×10-30
17面
κ=0
C4=−6.69596×10-8 C6=1.67561×10-12
C8=−6.18763×10-17 C10=2.65428×10-21
C12=−4.09555×10-26 C14=3.25841×10-31
21面
κ=0
C4=−8.68772×10-8 C6=−1.30306×10-12
C8=−2.65902×10-17 C10=−6.56830×10-21
C12=3.66980×10-25 C14=−5.05595×10-29
25面
κ=0
C4=−1.54049×10-8 C6=7.71505×10-14
C8=1.75760×10-18 C10=1.71383×10-23
C12=5.04584×10-29 C14=2.08622×10-32
39面
κ=0
C4=−3.91974×10-11 C6=5.90682×10-14
C8=2.85949×10-18 C10=−1.01828×10-22
C12=2.26543×10-27 C14=−1.90645×10-32
43面
κ=0
C4=8.33324×10-8 C6=1.42277×10-11
C8=−1.13452×10-15 C10=1.18459×10-18
C12=−2.83937×10-22 C14=5.01735×10-26
(条件式対応値)
F1=164.15mm
Y0=17.0mm
R=20.86mm
(1)F1/Y0=9.66
(2)R/Y0=1.227
図7は、本実施形態の第2実施例にかかる投影光学系のレンズ構成を示す図である。図7を参照すると、第2実施例にかかる投影光学系PLにおいて、第1結像光学系G1は、光の進行方向に沿ってレチクル側から順に、ウェハ側に非球面形状の凸面を向けた両凸レンズL11と、両凸レンズL12と、レチクル側に非球面形状の凹面を向けた負メニスカスレンズL13と、第1凹面反射鏡CM1とを備えている。また、第1結像光学系G1では、第1凹面反射鏡CM1で反射され且つ負メニスカスレンズL13を介した光を第2結像光学系G2に向かって反射するための第2凹面反射鏡CM2の反射面が、両凸レンズL12と負メニスカスレンズL13との間において光軸AXを含まない領域に配置されている。したがって、両凸レンズL11および両凸レンズL12が、正の屈折力を有する第1レンズ群を構成している。また、第1凹面反射鏡CM1が、第1結像光学系G1の瞳面の近傍に配置された凹面反射鏡を構成している。
(主要諸元)
λ=193.306nm
β=+1/4
NA=1.04
Ro=17.0mm
Ri=11.5mm
H=26.0mm
D=4.0mm
R=20.86mm
Y0=17.0mm
(光学部材諸元)
面番号 r d n 光学部材
(レチクル面) 72.14497
1 295.66131 46.03088 1.5603261 (L11)
2* -228.07826 1.02581
3 847.63618 40.34103 1.5603261 (L12)
4 -207.90948 124.65407
5* -154.57886 13.00000 1.5014548 (L13)
6 -667.19164 9.58580
7 -209.52775 -9.58580 (CM1)
8 -667.19164 -13.00000 1.5014548 (L13)
9* -154.57886 -109.65407
10 2517.52751 147.23986 (CM2)
11 -357.71318 41.75496 1.5603261 (L21)
12 -196.81705 1.00000
13 8379.53651 40.00000 1.5603261 (L22)
14 -454.81020 8.23083
15 206.30063 58.07852 1.5603261 (L23)
16* 367.14898 24.95516
17* 258.66863 20.00000 1.5603261 (L24)
18 272.27694 274.16477
19 671.42370 49.62123 1.5603261 (L25)
20 225.79907 35.51978
21* -283.63484 15.10751 1.5603261 (L26)
22 261.37852 56.71822
23 -1947.68869 54.63076 1.5603261 (L27)
24 -227.05849 5.77639
25* 788.97953 15.54026 1.5603261 (L28)
26 460.12935 18.83954
27 1925.75038 56.54051 1.5603261 (L29)
28 -295.06884 1.00000
29 861.21046 52.50515 1.5603261 (L210)
30 -34592.86759 1.00000
31 614.86639 37.34179 1.5603261 (L211)
32 39181.66426 1.00000
33 ∞ 46.27520 (AS)
34 -11881.91854 30.00000 1.5603261 (L212)
35 -631.95129 1.00000
36 1465.88641 39.89113 1.5603261 (L213)
37 -542.10144 1.00000
38 336.45791 34.80369 1.5603261 (L214)
39* 2692.15238 1.00000
40 112.42843 43.53915 1.5603261 (L215)
41 189.75478 1.00000
42 149.91358 42.41577 1.5014548 (L216)
43* 107.28888 1.06533
44 90.28791 31.06087 1.5014548 (L217:Lb)
45 ∞ 1.00000 1.47 (Lm)
46 ∞ 3.00000 1.5603261 (Lp)
47 ∞ 5.00000 1.47 (Lm)
(ウェハ面)
(非球面データ)
2面
κ=0
C4=9.57585×10-9 C6=7.09690×10-13
C8=1.30845×10-16 C10=−5.52152×10-22
C12=4.46914×10-25 C14=−2.07483×10-29
5面および9面(同一面)
κ=0
C4=1.16631×10-8 C6=6.70616×10-13
C8=−1.87976×10-17 C10=1.71587×10-20
C12=−2.34827×10-24 C14=1.90285×10-28
16面
κ=0
C4=−4.06017×10-8 C6=2.22513×10-12
C8=−9.05000×10-17 C10=3.29839×10-21
C12=−7.46596×10-26 C14=1.06948×10-30
17面
κ=0
C4=−6.69592×10-8 C6=1.42455×10-12
C8=−5.65516×10-17 C10=2.48078×10-21
C12=−2.91653×10-26 C14=1.53981×10-31
21面
κ=0
C4=−7.97186×10-8 C6=−1.32969×10-12
C8=−1.98377×10-17 C10=−4.95016×10-21
C12=2.53886×10-25 C14=−4.16817×10-29
25面
κ=0
C4=−1.55844×10-8 C6=7.27672×10-14
C8=1.90600×10-18 C10=1.21465×10-23
C12=−7.56829×10-29 C14=1.86889×10-32
39面
κ=0
C4=−6.91993×10-11 C6=7.80595×10-14
C8=3.31216×10-18 C10=−1.39159×10-22
C12=3.69991×10-27 C14=−4.01347×10-32
43面
κ=0
C4=8.30019×10-8 C6=1.24781×10-11
C8=−9.26768×10-16 C10=1.08933×10-18
C12=−3.01514×10-22 C14=5.41882×10-26
(条件式対応値)
F1=178.98mm
Y0=17.0mm
R=20.86mm
(1)F1/Y0=10.53
(2)R/Y0=1.227
Lp 平行平面板
Lm 媒質(脱イオン水)
G1 第1結像光学系
G2 第2結像光学系
CM1,CM2 凹面反射鏡
Li 各レンズ成分
100 レーザ光源
IL 照明光学系
R レチクル
RS レチクルステージ
PL 投影光学系
W ウェハ
WS ウェハステージ
Claims (40)
- 第1面の縮小像を第2面上に形成する反射屈折型の投影光学系において、
少なくとも2枚の反射鏡と透過部材とを備え、且つ前記投影光学系の光軸を含まない円弧形状の有効結像領域を備え、
前記有効結像領域を規定する円弧の曲率半径の大きさをRとし、前記第2面上における最大像高をY0とするとき、
1.05<R/Y0<12
の条件を満足することを特徴とする投影光学系。 - 第1面側の面が正の屈折力を有する境界レンズを含み、
前記投影光学系の光路中の雰囲気の屈折率を1とするとき、前記境界レンズと前記第2面との間の光路は1.1よりも大きい屈折率を有する媒質で満たされ、
前記投影光学系を構成するすべての透過部材および屈折力を有するすべての反射部材は単一の光軸に沿って配置されていることを特徴とする請求項1に記載の投影光学系。 - 第1面の縮小像を第2面上に形成する反射屈折型の投影光学系であって、前記第1面側の面が正の屈折力を有する境界レンズを含み、前記境界レンズと前記第2面との間の光路に満たされた1.1よりも大きい屈折率を有する媒質を介して前記縮小像を前記第2面上に形成する投影光学系において、
少なくとも2枚の反射鏡を含み、
前記投影光学系を構成するすべての透過部材および屈折力を有するすべての反射部材は単一の光軸に沿って配置され、
前記投影光学系は、前記光軸を含まない円弧形状の有効結像領域を備え、
前記有効結像領域を規定する円弧の曲率半径の大きさをRとし、前記第2面上における最大像高をY0とするとき、
1.05<R/Y0<12
の条件を満足することを特徴とする投影光学系。
但し、前記投影光学系の光路中の雰囲気の屈折率を1とする。 - 前記少なくとも2枚の反射鏡は、少なくとも1つの凹面反射鏡を有することを特徴とする請求項2または3に記載の投影光学系。
- 前記投影光学系は偶数個の反射鏡を有することを特徴とする請求項2乃至4のいずれか1項に記載の投影光学系。
- 前記投影光学系の射出瞳は遮蔽領域を有しないことを特徴とする請求項2乃至5のいずれか1項に記載の投影光学系。
- 前記投影光学系が有するすべての有効結像領域は前記光軸から外れた領域に存在することを特徴とする請求項2乃至6のいずれか1項に記載の投影光学系。
- 前記投影光学系は、少なくとも2つの反射鏡を含み前記第1面の中間像を形成するための第1結像光学系と、前記中間像からの光束に基づいて最終像を前記第2面上に形成するための第2結像光学系とを備えていることを特徴とする請求項2乃至7のいずれか1項に記載の投影光学系。
- 前記第1結像光学系は、正の屈折力を有する第1レンズ群と、該第1レンズ群と前記中間像との間の光路中に配置された第1反射鏡と、該第1反射鏡と前記中間像との間の光路中に配置された第2反射鏡とを備えていることを特徴とする請求項8に記載の投影光学系。
- 前記第2反射鏡の反射面は、前記光軸を含まない領域に配置されていることを特徴とする請求項9に記載の投影光学系。
- 前記第1反射鏡は、前記第1結像光学系の瞳面の近傍に配置された凹面反射鏡であり、
前記凹面反射鏡が形成する往復光路中には少なくとも1つの負レンズが配置されていることを特徴とする請求項9または10に記載の投影光学系。 - 前記往復光路中に配置された前記少なくとも1つの負レンズおよび前記境界レンズは蛍石により形成されていることを特徴とする請求項11に記載の投影光学系。
- 前記第1レンズ群の焦点距離をF1とし、前記第2面上における最大像高をY0とするとき、
5<F1/Y0<15
の条件を満足することを特徴とする請求項9乃至12のいずれか1項に記載の投影光学系。 - 前記第1レンズ群の焦点距離をF1とし、前記第2面上における最大像高をY0とするとき、
7<F1/Y0<13
の条件を満足することを特徴とする請求項9乃至12のいずれか1項に記載の投影光学系。 - 前記第1レンズ群は、少なくとも2つの正レンズを有することを特徴とする請求項9乃至14のいずれか1項に記載の投影光学系。
- 前記第2結像光学系は、複数の透過部材のみにより構成された屈折光学系であることを特徴とする請求項8乃至15のいずれか1項に記載の投影光学系。
- 前記第2結像光学系を構成する透過部材の数の70%以上の数の透過部材は石英により形成されていることを特徴とする請求項16に記載の投影光学系。
- 前記境界レンズと前記第2面との間の光路に配置される平行平面板をさらに備えていることを特徴とする請求項2乃至17のいずれか1項に記載の投影光学系。
- 前記平行平面板は前記境界レンズと前記第2面との間の光路に挿脱自在であることを特徴とする請求項18に記載の投影光学系。
- 前記第1面に設定されたマスクを照明するための照明系と、前記マスクに形成されたパターンの像を前記第2面に設定された感光性基板上に形成するための請求項1乃至19のいずれか1項に記載の投影光学系とを備えていることを特徴とする露光装置。
- 前記投影光学系に対して前記マスクおよび前記感光性基板を所定方向に沿って相対移動させて前記マスクのパターンを前記感光性基板上へ投影露光することを特徴とする請求項20に記載の露光装置。
- 前記第1面に設定されたマスクを照明し、請求項1乃至19のいずれか1項に記載の投影光学系を介して前記マスクに形成されたパターンを前記第2面に設定された感光性基板上に投影露光することを特徴とする露光方法。
- 請求項20または21に記載の露光装置を用いて、前記マスクのパターンを前記感光性基板に露光する露光工程と、
前記パターンが転写された前記感光性基板を現像し、前記パターンに対応する形状のマスク層を前記感光性基板の表面に形成する現像工程と、
前記マスク層を介して前記感光性基板の表面を加工する加工工程とを含むことを特徴とするデバイス製造方法。 - 第1面の縮小像を第2面上に形成する反射屈折型の投影光学系であって、前記第1面側の面が正の屈折力を有する境界レンズを含み、前記境界レンズと前記第2面との間の光路に満たされた1.1よりも大きい屈折率を有する媒質を介して前記縮小像を前記第2面上に形成する投影光学系において、
少なくとも2枚の反射鏡を含み、
前記投影光学系を構成するすべての透過部材および屈折力を有するすべての反射部材は単一の光軸に沿って配置され、
前記投影光学系は、前記光軸を含まない所定形状の有効結像領域を有することを特徴とする投影光学系。
但し、前記投影光学系の光路中の雰囲気の屈折率を1とする。 - 前記少なくとも2枚の反射鏡は、少なくとも1つの凹面反射鏡を有することを特徴とする請求項24に記載の投影光学系。
- 前記投影光学系は偶数個の反射鏡を有することを特徴とする請求項24または25に記載の投影光学系。
- 前記投影光学系の射出瞳は遮蔽領域を有しないことを特徴とする請求項24乃至26のいずれか1項に記載の投影光学系。
- 前記投影光学系が有するすべての有効結像領域は前記光軸から外れた領域に存在することを特徴とする請求項24乃至27のいずれか1項に記載の投影光学系。
- 前記投影光学系は、少なくとも2つの反射鏡を含み前記第1面の中間像を形成するための第1結像光学系と、前記中間像からの光束に基づいて最終像を前記第2面上に形成するための第2結像光学系とを備えていることを特徴とする請求項24乃至28のいずれか1項に記載の投影光学系。
- 前記第1結像光学系は、正の屈折力を有する第1レンズ群と、該第1レンズ群と前記中間像との間の光路中に配置された第1反射鏡と、該第1反射鏡と前記中間像との間の光路中に配置された第2反射鏡とを備えていることを特徴とする請求項29に記載の投影光学系。
- 前記第2反射鏡の反射面は、前記光軸を含まない領域に配置されていることを特徴とする請求項30に記載の投影光学系。
- 前記第1反射鏡は、前記第1結像光学系の瞳面の近傍に配置された凹面反射鏡であり、
前記凹面反射鏡が形成する往復光路中には少なくとも1つの負レンズが配置されていることを特徴とする請求項30または31に記載の投影光学系。 - 前記往復光路中に配置された前記少なくとも1つの負レンズおよび前記境界レンズは蛍石により形成されていることを特徴とする請求項32に記載の投影光学系。
- 前記第1レンズ群の焦点距離をF1とし、前記第2面上における最大像高をY0とするとき、
5<F1/Y0<15
の条件を満足することを特徴とする請求項30乃至33のいずれか1項に記載の投影光学系。 - 前記第1レンズ群の焦点距離をF1とし、前記第2面上における最大像高をY0とするとき、
7<F1/Y0<13
の条件を満足することを特徴とする請求項30乃至33のいずれか1項に記載の投影光学系。 - 前記第1レンズ群は、少なくとも2つの正レンズを有することを特徴とする請求項30乃至35のいずれか1項に記載の投影光学系。
- 前記第2結像光学系は、複数の透過部材のみにより構成された屈折光学系であることを特徴とする請求項29乃至36のいずれか1項に記載の投影光学系。
- 前記第2結像光学系を構成する透過部材の数の70%以上の数の透過部材は石英により形成されていることを特徴とする請求項37に記載の投影光学系。
- 前記境界レンズと前記第2面との間の光路に配置される平行平面板をさらに備えていることを特徴とする請求項24乃至38のいずれか1項に記載の投影光学系。
- 前記平行平面板は前記境界レンズと前記第2面との間の光路に挿脱自在であることを特徴とする請求項39に記載の投影光学系。
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